Un stimulateur cardiaque expérimental a fonctionné sans batterie classique en récupérant directement l’énergie produite par les battements du cœur.
Un stimulateur envoie de petites impulsions électriques lorsque le rythme cardiaque doit être corrigé. Les modèles sans fil implantés directement dans le cœur évitent les longs fils des appareils traditionnels. Leur petite taille impose toutefois une batterie compacte, dont la durée de vie finit par limiter celle de l’appareil.
Image d'illustration Pixabay
L’équipe de Pengfei Chen et ses collègues a donc intégré un minuscule générateur au stimulateur. À chaque battement, le mouvement du cœur met en action des éléments internes. Le contact et la séparation de matériaux différents produisent alors des charges électriques. Ce principe porte le nom de génération triboélectrique.
Concrètement, le cœur fournit le mouvement et le dispositif le transforme en électricité. Le générateur atteint une densité de puissance de 276,6 microwatts par centimètre cube dans les conditions rapportées par les chercheurs. L’énergie récupérée alimente ensuite l’électronique chargée de produire les impulsions de stimulation.
Le système a été conçu sous une forme compatible avec un stimulateur intracardiaque, c’est-à -dire placé à l’intérieur du cœur. Cette approche permet de conserver l’avantage des appareils sans fil tout en supprimant leur dépendance à une réserve d’énergie chimique qui s’épuise progressivement.
Les chercheurs ont ensuite évalué leur prototype chez le porc, dont le cœur permet des essais précliniques proches des conditions rencontrées chez l’humain. Le dispositif a assuré la stimulation cardiaque pendant un suivi d’un mois. Cette durée démontre son fonctionnement à court terme, mais pas encore une utilisation pendant des années.
Un stimulateur destiné à un patient doit fonctionner de manière fiable malgré les variations du rythme, les mouvements et le vieillissement des matériaux. Il doit aussi rester sûr au contact des tissus.
La prochaine étape consiste à vérifier sa tenue sur des périodes beaucoup plus longues et dans davantage de situations physiologiques. Les chercheurs visent à terme un stimulateur autonome pouvant rester en place sans opération motivée uniquement par l’épuisement de sa source d’énergie.